Aula 28 - Partidas com autotransformadores

  Dispositivo de partida é o termo geral para um equipamento com um ou mais contatores que permite a conexão de um motor elétrico trifásico à sua fonte de alimentação principal.
Dispositivos de partida também podem ser usados ​​para limitar a corrente de partida de um motor a um valor aceitável quando conectado à rede elétrica principal. Um valor aceitável é aquele que não perturba o bom funcionamento da fonte de energia, como um gerador, pois isso também perturbaria outros equipamentos da instalação.
Limitar a corrente de partida também limitará o torque de partida de um motor elétrico. Isto pode ser necessário para proteger, por exemplo, uma caixa de redução de velocidades delicada, que poderia se danificar por causa do excesso de força no arranque direto.
Alguns exemplos de dispositivos de partida são: Partidas Diretas; Partidas Estrela Triângulo; Partidas com Autotransformadores; Partidas com Conversores (Soft-Starter) e  Inversores de frequência e Partidas com estrangulamento de alta tensão.

 1.3. Partidas com autotransformadores

As partidas de autotransformadores são baseadas no método de partida com tensão reduzida, em que a corrente de partida é reduzida proporcionalmente à tensão de partida. O torque de partida, entretanto, é reduzido proporcionalmente ao quadrado da tensão. Isto significa que este método de partida só pode ser usado para partidas com baixo torque (sem carga). Mas quando bem projetado, a potência do motor conectado a este tipo de partida pode ser considerável, às vezes na faixa de MW.

Figura 03 - Partida com Autotransformador.

Um exemplo de partida de baixo torque e alta potência é uma partida para um propulsor de proa onde as pás da hélice são colocadas na posição zero antes da partida. As partidas de autotransformadores normalmente são fornecidas com diversas tomadas de tensão secundárias. Isto permite uma mudança na tensão de partida e no torque de partida durante o comissionamento de um sistema. Os valores destas derivações de tensão secundária estão normalmente na faixa de 55 a 70% da tensão nominal. Valores mais baixos aumentariam o tempo de partida, valores mais altos aumentariam as correntes de partida. Ambos os efeitos são indesejáveis.

Exemplo de partida estrela-triângulo: 1. Tensão de entrada; 2. Fusíveis de força F1; 3. Contator КЗ;  4. Contator K2;  5. Contator K1,  6. Relé Térmico, 7. Motor elétrico; 8. Autotransformador T1; 9. Fusíveis de controle; 10. Botão Iniciar S1, 11. Botão Parar S0; 12 Fusíveis de controle F2; 9. Relé de tempo K4.

Diagrama elétrico de Partida Compensadora de Motor de Indução Trifásico está disponível em: 17_11_08 Partida Compensadora .

Aula 27 - Partida Estrela Triângulo

  Dispositivo de partida é o termo geral para um equipamento com um ou mais contatores que permite a conexão de um motor elétrico trifásico à sua fonte de alimentação principal.

Dispositivos de partida também podem ser usados ​​para limitar a corrente de partida de um motor a um valor aceitável quando conectado à rede elétrica principal. Um valor aceitável é aquele que não perturba o bom funcionamento da fonte de energia, como um gerador, pois isso também perturbaria outros equipamentos da instalação.

Limitar a corrente de partida também limitará o torque de partida de um motor elétrico. Isto pode ser necessário para proteger, por exemplo, uma caixa de redução de velocidades delicada, que poderia se danificar por causa do excesso de força no arranque direto.

Alguns exemplos de dispositivos de partida são: Partidas Diretas; Partidas Estrela Triângulo; Partidas com Autotransformadores; Partidas com Conversores (Soft-Starter) e  Inversores de frequência e Partidas com estrangulamento de alta tensão.

1.2. Partida Estrela Triângulo

A partida estrela triângulo é um método muito utilizado, pois é econômico, utiliza tecnologias comprovadas e está amplamente disponível. Esta é uma maneira de reduzir a corrente de partida do motor de indução conectando inicialmente o enrolamento do estator em "Estrela",  e assim que o motor atingir a velocidade (68%) será conectado em "Triângulo".

Um exemplo de partida estrela-triângulo é fornecido abaixo. Para motores grandes, que requerem contatores grandes (K1,K2 e КЗ), esses contatores podem ser alimentados pela tensão primária em vez do transformador de tensão. Os contatores principais mostrados serão então substituídos por contatores auxiliares.

Figura 02 - Partida Estrela Triângulo.

As partidas estrela-triângulo reduzem os valores primários da seguinte forma:

• Tensão em 1,73;
• Corrente de partida em 1/3;
• Torque de partida em 1/3
• Carga do motor em 1/3.

Exemplo de partida estrela-triângulo: 1. Tensão de entrada; 2. Motor elétrico; 3. Contator temporizador КЗ;  4. Contator K2;  5. Contator K1, 6. Botão Iniciar, 7. Botão Parar; 8. Fusíveis de controle; 9. Relé de tempo e 10. Transformador.

Este método de partida de motor de indução trifásico funciona apenas quando a máquina está levemente carregado durante a inicialização. Se o motor estiver muito carregado, não haverá torque suficiente para acelerar o motor até a velocidade antes de passar para a posição triângulo.

Ao dar partida no motor, o torque da carga é baixo no início da partida e aumenta com o quadrado da velocidade. Quando atinge aproximadamente 80-85% da velocidade nominal do motor, o torque da carga é igual ao torque do motor e a aceleração cessa. Para obter a velocidade nominal é necessária uma mudança para a posição Triângulo. A mudança automática para a condição de operação Triângulo é preferível à mudança manual.   

Diagrama elétrico de Partida Estrela Triângulo de Motor de Indução Trifásico está disponível em:  17_11_06 Partida Estrela Triângulo  .

© Direitos de autor. 2004: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 21/06/2017.

Aula 26 - Partida Direta

  Dispositivo de partida é o termo geral para um equipamento com um ou mais contatores que permite a conexão de um motor elétrico trifásico à sua fonte de alimentação principal.

Dispositivos de partida também podem ser usados ​​para limitar a corrente de partida de um motor a um valor aceitável quando conectado à rede elétrica principal. Um valor aceitável é aquele que não perturba o bom funcionamento da fonte de energia, como um gerador, pois isso também perturbaria outros equipamentos da instalação.

Limitar a corrente de partida também limitará o torque de partida de um motor elétrico. Isto pode ser necessário para proteger, por exemplo, uma caixa de redução de velocidades delicada, que poderia se danificar por causa do excesso de força no arranque direto.

Alguns exemplos de dispositivos de partida são: Partidas Diretas; Partidas Estrela Triângulo; Partidas com Autotransformadores; Partidas com Conversores (Soft-Starter) e  Inversores de frequência e Partidas com estrangulamento de alta tensão.

1.1 - Partida Direta 

A maneira mais simples de dar partida em um motor de corrente alternada trifásico é a partida direta on-line. Com este dispositivo o tempo de partida é mínimo, o torque de partida é máximo em plena tensão, mas a queda de tensão provocada na rede elétrica é máxima.

Os valores dos níveis de queda de tensão podem ser calculados quando os dados das cargas são conhecidos, bem como os dados da rede rede elétrica e capacidade dos transformadores e geradores. Em geral, um gerador é capaz de fornecer uma sobrecarga repentina de 50% da sua capacidade nominal de kVA, resultando numa queda de tensão nos terminais do gerador inferior a 15%.

Isto permite mais 5% de queda de tensão na rede de distribuição, para ficar abaixo da queda de tensão máxima permitida de 20% durante a partida de um grande consumidor. A queda de tensão é resultado das capacidades do gerador, pois a carga do motor diesel durante a partida é determinada pelo fator de potência, geralmente inferior a 0,4 durante a partida.

No caso de um grupo motor gerador á diesel, deve ser capaz de suportar um passo de carga de 20% ou mais sem uma queda de frequência superior a 10%, que deve ser recuperada em 15 segundos. O requisito mínimo para cargas escalonadas em geradores com motor diesel é de 33%. No entanto, os modernos motores diesel com injeção eletrônica de pressão constante e comumente utilizados têm alguma dificuldade em lidar com tais cargas escalonadas.

Figura 01 - Partida Direta

Inicialmente na partida direta, uma corrente muito grande (5-8 vezes) flui no motor em plena carga. Essa corrente de surto diminui à medida que o motor acelera até sua velocidade de operação. Esta corrente de partida não causará danos ao motor, a menos que o motor seja iniciado e parado repetidamente em um curto espaço de tempo. 

Exemplo de partida direta: 1. Tensão de entrada; 2. Motor elétrico; 3. Base e fusível tripolar F1;  4. Contator K1, 5. Botão Iniciar S2, 6. Botão Parar S1; 7. Fusível de controle F1; 8. Sinalização H1.

Diagrama elétrico de Partida Direta de Motor de Indução Trifásico protegida por disjuntor com comando em 220 Vac está disponível em: 17_11_01 Partida Direta em 220 Vac de Motor de Indução Trifásico  .

© Direitos de autor. 2004: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 21/06/2017.

Aula 25 - Partida de motores elétricos trifásicos

  Dispositivo de partida é o termo geral para um equipamento com um ou mais contatores que permite a conexão de um motor elétrico trifásico à sua fonte de alimentação principal.

Dispositivos de partida também podem ser usados ​​para limitar a corrente de partida de um motor a um valor aceitável quando conectado à rede elétrica principal. Um valor aceitável é aquele que não perturba o bom funcionamento da fonte de energia, como um gerador, pois isso também perturbaria outros equipamentos da instalação.

Limitar a corrente de partida também limitará o torque de partida de um motor elétrico. Isto pode ser necessário para proteger, por exemplo, uma caixa de redução de velocidades delicada, que poderia se danificar por causa do excesso de força no arranque direto.

Alguns exemplos de dispositivos de partida são: Partidas Diretas; Partidas Estrela Triângulo; Partidas com Autotransformadores; Partidas com Conversores (Soft-Starter) e  Inversores de frequência e Partidas com estrangulamento de alta tensão.

 1.1. Partida Direta 

A maneira mais simples de dar partida em um motor de corrente alternada trifásico é a partida direta on-line. Com este dispositivo o tempo de partida é mínimo, o torque de partida é máximo em plena tensão, mas a queda de tensão provocada na rede elétrica é máxima.

Os valores dos níveis de queda de tensão podem ser calculados quando os dados das cargas são conhecidos, bem como os dados da rede rede elétrica e capacidade dos transformadores e geradores. Em geral, um gerador é capaz de fornecer uma sobrecarga repentina de 50% da sua capacidade nominal de kVA, resultando numa queda de tensão nos terminais do gerador inferior a 15%.

Isto permite mais 5% de queda de tensão na rede de distribuição, para ficar abaixo da queda de tensão máxima permitida de 20% durante a partida de um grande consumidor. A queda de tensão é resultado das capacidades do gerador, pois a carga do motor diesel durante a partida é determinada pelo fator de potência, geralmente inferior a 0,4 durante a partida.

Figura 01 - Partida Direta

No caso de um grupo motor gerador á diesel, deve ser capaz de suportar um passo de carga de 20% ou mais sem uma queda de frequência superior a 10%, que deve ser recuperada em 15 segundos. O requisito mínimo para cargas escalonadas em geradores com motor diesel é de 33%. No entanto, os modernos motores diesel com injeção eletrônica de pressão constante e comumente utilizados têm alguma dificuldade em lidar com tais cargas escalonadas.

Inicialmente na partida direta, uma corrente muito grande (5-8 vezes) flui no motor em plena carga. Essa corrente de surto diminui à medida que o motor acelera até sua velocidade de operação. Esta corrente de partida não causará danos ao motor, a menos que o motor seja iniciado e parado repetidamente em um curto espaço de tempo. 

Exemplo de partida direta: 1. Tensão de entrada; 2. Motor elétrico; 3. Disjuntor motor Q1;  4. Contator K1, 5. Botão Iniciar S2, 6. Botão Parar S1; 7. Fusível de controle F1; 8. Sinalização H1.

Diagrama elétrico de Partida Direta de Motor de Indução Trifásico protegida por disjuntor com comando em 220 Vac está disponível em: 17_11_01 Partida Direta em 220 Vac de Motor de Indução Trifásico  .

1.2. Partida Estrela Triângulo

A partida estrela triângulo é um método muito utilizado, pois é econômico, utiliza tecnologias comprovadas e está amplamente disponível. Esta é uma maneira de reduzir a corrente de partida do motor de indução conectando inicialmente o enrolamento do estator em "Estrela",  e assim que o motor atingir a velocidade (68%) será conectado em "Triângulo".

Um exemplo de partida estrela-triângulo é fornecido abaixo. Para motores grandes, que requerem contatores grandes (K1,K2 e КЗ), esses contatores podem ser alimentados pela tensão primária em vez do transformador de tensão. Os contatores principais mostrados serão então substituídos por contatores auxiliares.

Figura 02 - Partida Estrela Triângulo.

As partidas estrela-triângulo reduzem os valores primários da seguinte forma:

• Tensão em 1,73;
• Corrente de partida em 1/3;
• Torque de partida em 1/3
• Carga do motor em 1/3.

Exemplo de partida estrela-triângulo: 1. Tensão de entrada; 2. Motor elétrico; 3. Contator temporizador КЗ;  4. Contator K2;  5. Contator K1, 6. Botão Iniciar, 7. Botão Parar; 8. Fusíveis de controle; 9. Relé de tempo e 10. Transformador.

Este método de partida de motor de indução trifásico funciona apenas quando a máquina está levemente carregado durante a inicialização. Se o motor estiver muito carregado, não haverá torque suficiente para acelerar o motor até a velocidade antes de passar para a posição triângulo.

Ao dar partida no motor, o torque da carga é baixo no início da partida e aumenta com o quadrado da velocidade. Quando atinge aproximadamente 80-85% da velocidade nominal do motor, o torque da carga é igual ao torque do motor e a aceleração cessa. Para obter a velocidade nominal é necessária uma mudança para a posição Triângulo. A mudança automática para a condição de operação Triângulo é preferível à mudança manual.   

Diagrama elétrico de Partida Estrela Triângulo de Motor de Indução Trifásico está disponível em:  17_11_06 Partida Estrela Triângulo  .

 1.3. Partidas com autotransformadores

As partidas de autotransformadores são baseadas no método de partida com tensão reduzida, em que a corrente de partida é reduzida proporcionalmente à tensão de partida. O torque de partida, entretanto, é reduzido proporcionalmente ao quadrado da tensão. Isto significa que este método de partida só pode ser usado para partidas com baixo torque (sem carga). Mas quando bem projetado, a potência do motor conectado a este tipo de partida pode ser considerável, às vezes na faixa de MW.

Figura 03 - Partida com Autotransformador.

Um exemplo de partida de baixo torque e alta potência é uma partida para um propulsor de proa onde as pás da hélice são colocadas na posição zero antes da partida. As partidas de autotransformadores normalmente são fornecidas com diversas tomadas de tensão secundárias. Isto permite uma mudança na tensão de partida e no torque de partida durante o comissionamento de um sistema. Os valores destas derivações de tensão secundária estão normalmente na faixa de 55 a 70% da tensão nominal. Valores mais baixos aumentariam o tempo de partida, valores mais altos aumentariam as correntes de partida. Ambos os efeitos são indesejáveis.

Exemplo de partida estrela-triângulo: 1. Tensão de entrada; 2. Fusíveis de força F1; 3. Contator КЗ;  4. Contator K2;  5. Contator K1,  6. Relé Térmico, 7. Motor elétrico; 8. Autotransformador T1; 9. Fusíveis de controle; 10. Botão Iniciar S1, 11. Botão Parar S0; 12 Fusíveis de controle F2; 9. Relé de tempo K4.

Diagrama elétrico de Partida Compensadora de Motor de Indução Trifásico está disponível em: 17_11_08 Partida Compensadora .

1.4. Partida por Soft-Starter

Figura 04 - Partida com Soft-Starter.

A partida por Soft-Starter minimiza os choques mecânicos e térmicos de partida na máquina e no motor. Isso resulta em custos de manutenção reduzidos, menos avarias e, portanto, maior vida útil para ambos. A corrente de partida reduzida é uma vantagem adicional. Em um dispositivo de comutação estática de estado sólido, a tensão pode variar suavemente para qualquer valor necessário, de alto para baixo ou de baixo para alto, sem criar uma condição de transiente aberto. Para motores HT em particular e motores LT grandes em geral, ele fornece uma alternativa mais recomendada em relação a um autotransformador ou uma partida Y/Δ.

Diagrama elétrico de Partida por Soft-Starter de Motor de Indução Trifásico está disponível em: 16_04_29 Partida Suave SSW05 .

© Direitos de autor. 2004: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 21/06/2017.

Aula 24 - Segurança Operacional em Máquinas e Equipamentos conforme NR12

Figura 01 - Dispositivos de segurança em máquinas

A crescente conscientização da necessidade de avaliação dos riscos na operação de uma máquina ou equipamento vem fazendo com que os produtos da linha de segurança “safety” tomem uma importante posição dentro do leque de produtos de automação industrial. Estes produtos são regulamentados por normas e são chamados de EPCs e EPIs. 

• EPCs - Equipamentos de Proteção Coletiva e alguns exemplos são: cortina de luz de segurança, botão de emergência, relés de segurança, entre outros. Estes produtos são instalados nas máquinas para proteção dos operadores e outras pessoas que possam ter contato com as máquinas como o encarregado da limpeza do ambiente.
• EPIs – Equipamentos de Proteção Individual, amplamente difundidos no mercado e que são utilizados pelos próprios operadores, como protetores auriculares, óculos de proteção e luvas.

Figura 02 - Itens a serem monitorados em aplicações de segurança em máquinas.

Tem abaixo uma figura para especificação do relé de segurança desejado, dependendo de sua aplicação e de quais componentes serão monitorados. Este itens a serem monitorados juntamente com o risco é que irá definir o modelo de relé de segurança a ser utilizado.

A NR12 tem como objetivo dar mais segurança aos profissionais da área e evitar o risco de acidentes no trabalho. Essa norma estabelece requisitos mínimos para que uma máquina possa entrar em operação com a segurança adequada para o operador.

Figura 03 - Componentes de segurança em máquinas

Uma máquina pode entrar em funcionamento apenas se ela não apresentar nenhum risco à saúde do operador, se for constado algum risco, ele deve ser eliminado. Há algumas proteções que podem ser aplicadas na máquina para garantir a integridade do trabalhador. Esta proteções são realizadas por componentes de seguranças implementados no circuito elétrico.

Os componentes de segurança têm a função de detectar e avaliar os sinais no circuito elétrico de comando, sinais estes que são gerados pela ação do operador junto à máquina. Já a operação de manobra da carga realizada no circuito principal, por exemplo o desligamento de um motor que está fazendo a máquina funcionar, é função dos dispositivos de manobra. A lista abaixo ilustra os componentes mais utilizados de acordo com sua função.

1. Rele de Segurança: O rele de segurança é um dispositivo responsável por monitorar uma função de segurança como parada de emergência, porta de proteção, cortina de luz, proteção de perímetro ou controle com duas mãos. Em caso de perigo, o rele de segurança trabalhará para reduzir o risco a um nível aceitável e quando ocorrer um erro, o relé de segurança iniciará uma resposta segura e confiável. Cada rele de segurança monitora uma função específica e podemos obter o monitoramento total de uma máquina ou planta ao conectá-lo a outros relés de segurança. O rele de segurança é uma maneira simples e eficiente de atender aos padrões de segurança existentes, resultando em operação segura para a equipe e os equipamentos, bem como uma longa vida útil dos mesmo. A redução de riscos deve ser uma prioridade para qualquer negócio, tanto para proteger seus funcionários quanto para reduzir a possibilidade de acidentes dispendiosos ou danos a equipamentos.
2. Cortina de luz de segurança: Cortina de luz é um equipamento de segurança para máquinas operatrizes que produz uma cortina de luz infravermelha e supervisiona a área útil compreendida pela distância entre as unidades: transmissor e receptor. Se essa área for invadida, uma saída de sinal em duplo canal comandará a interrupção da operação da máquina.
3. Comando Bimanual: É o comando feito simultaneamente para evitar acidentes onde não podemos usar barreiras de segurança. O Comando bimanual obriga com que o operador fique sempre com suas mãos em local seguro durante todo o processo da máquina. Além da caixa onde é feito o acionamento simultâneo para o ciclo do funcionamento da maquina, há também um controle simultâneo de segurança de 5 segundos que obriga o operador a ficar com as mãos nas botoeiras em todo o processamento da maquina, evitando com que acidentes aconteçam. As duas botoeiras verdes são localizadas abaixo de plataformas, garantindo assim a proteção das mãos do operador. No centro do Painel encontramos a botoeira Vermelha que representa o botão de emergência, caso haja algum problema no funcionamento da máquina o operador deve acionar o botão de emergência fazendo com que a maquina pare imediatamente
4. Sistemas de Frenagem por disco de ficção: Um eletroímã atua sobre um sistema mecânico que executa a frenagem do motor. A Frenagem por disco de fricção é de construção robusta, com poucas partes móveis que asseguram um perfeito funcionamento com um mínimo de manutenção.
5. Frenagem por injeção de corrente continua no estator do motor: Este sistema de frenagem ocorre  quando interrompemos a alimentação dos terminais. Ao fazemos circular uma conrrente contínua pelo Bobinado do estator, esta funcionará como um eletroímã (campo fixo) que atua sobre o motor, freando-o até que o funcionamento seja interrompido.
6. Chaves de Travamento de Proteção: Para manter os dispositivos de segurança fechados ou atrasar a abertura da proteção são utilizados chaves de travamento de proteção. Eles oferecem um aumento significativo no nível de proteção para a maioria dos tipos de máquinas. Na maioria das chaves de intertravamento, a ação de desbloqueio está condicionada ao recebimento de algum tipo de sinal elétrico.
7. Tapete de Segurança: O tapete de segurança sensível à pressão pode ser usados ​​em conjunto com esteiras de segurança para garantir a segurança de pessoas e aumentar a de outros dispositivos de segurança. Por exemplo, pode-se configurar um conjunto de cortinas de luz para permitir que objetos passem por ele enquanto o tapete de segurança for ativado, permitindo o acesso para carregar ou descarregar uma máquina. Os tapetes de segurança também podem ser usados ​​como medida de segurança independente. Assim como as cortinas de luz, eles podem ser configurados para iniciar um comando de parada quando ativados.
8. Chave Alavanca de Três Posições: Chaves alavanca de três posições podem ser essenciais para solucionar problemas de aplicações onde deve haver movimento somente quando o equipamento estiver sendo operado por uma pessoa. Geralmente possuem a forma de um joystick sensível à pressão que é mantido em uma determinada posição para operar sendo que quando o usuário solta este joystick, ele retornará à posição de parada padrão.
9. Interruptores Magnéticos: Um interruptor magnético é útil em aplicações onde é crucial que uma porta ou escotilha seja fechada ou que dois objetos se interceptem ou estejam alinhados um com o outro. Assim, quando o contato entre os dois sensores é perdido, um sinal de parada de emergência pode ser enviado para o rele de segurança apropriado a fim de impedir com que a máquina opere sem segurança. Os interruptores magnéticos são muito compactos, o que permite fácil posicionamento ou ocultação quando usados ​​em portões ou interruptores. Como não é necessário nenhum contato mecânico para operação, geralmente possuem uma longa vida útil operacional. Água, sujeira e poeira não afetam os interruptores magnéticos, permitindo seu uso em uma variedade de ambientes e condições.
10. Botões de Parada de Emergência: os botões de parada de emergência (também conhecidos como parada de emergência) são usados ​​para parar uma máquina quando ela está em colapso ou se alguém estiver em perigo. Todos os botões de parada de emergência devem ser vermelhos instalados em uma caixa amarela. Alguns botões de parada de emergência também apresentam um cabo de emergência permitindo a interação com a interface de parada, mesmo quando distante do próprio botão.
11. Sensores de Segurança sem Contato: Semelhante a um comutador magnético, um sensor de segurança sem contato é ideal para uso quando é crucial que objetos sejam alinhados, mas quando não precisam estar em contato direto, ao contrário de um comutador magnético. Alguns desses sensores também permitem que vários sensores sejam usados ​​em conjunto, permitindo uma configuração mais precisa quando necessário.
12. Interruptores de Segurança de Intertravamento: Um interruptor de segurança de intertravamento é usado para detectar quando 2 ou mais componentes estão bloqueados juntos e também pode ser usado para mantê-los no lugar até que determinados parâmetros sejam atendidos, como a conclusão de uma operação por exemplo. Isto pode ser conseguido de várias maneiras diferentes, como utilização de travas ou lógicas de programação no caso de um CLP de segurança.
13. CLPS de Segurança: Há Também os CLPS de Segurança para atender os fatores mínimos de segurança em determinadas máquinas e equipamentos conforme diz a norma de segurança NR12. Com os CLPS de segurança podemos comandar diversos tipos de dispositivos como alguns aqui apresentados como Cortina de raio Laser , Comando Biomanual e etc. O CLP pode ser usado conforme a necessidade da máquina. Com o CLP podemos criar projetos de diversos níveis de segurança.  Como os CLPs são sistemas programáveis, eles podem controlar diversos fatores na máquina como flexibilidade, produtividade, diagnóstico, integração, confiabilidade, expansibilidade, etc.

Figura 04 - Categorias de segurança em máquinas

Para definirem-se os tipos de componentes que deverão ser utilizados no projeto de uma máquina para que esta esteja adequada à legislação, deve-se avaliar o grau de risco envolvido na sua operação. 

A norma NBR14153 também é do CB-04 da ABNT, e determina o risco e a categoria de segurança adequada, levando em consideração a gravidade do ferimento que pode ocorrer, a frequência e o tempo que o operador é exposto ao perigo e a possibilidade de evitar-se o perigo, conforme segue: 

• S - Severidade do ferimento: S1 - Lesão leve normalmente reversível ou S2 -Lesão grave normalmente irreversível;
• F – Frequência e tempo de exposição: F1 -  raro a relativamente baixa frequência de exposição ao perigo e/ou baixo tempo de exposição ou F2 - frequente até continuo e/ou tempo de exposição longo ao perigo;
• P – Possibilidade de parada da máquina para evitar o perigo: P1 possível sob condições específicas ou P2 quase nunca possível .

Categorias de segurança referentes ao controle e componentes utilizados:

• Categoria indicada para os pontos selecionados.
• Categoria possível, que exige a adoção de medidas complementares.
• Categoria acima das necessidades determinadas pelos pontos selecionados.

Prevenção de Riscos

Figura 05 - Aplicação de componentes
de segurança em máquinas

Um componente de segurança é necessário se o perigo não  puder ser eliminado com medidas construtivas. Este componente deve ser escolhido de acordo com o potencial de risco restante.
Muitas máquinas exigem componentes não vinculados a proteções mecânicas, como dispositivo bimanual, circuito de liberação, tapetes de segurança e cortinas de luz.
Entretanto, muitas vezes são necessárias proteções móveis. Estas proteções com intertravamento são necessárias nas categorias de segurança 3 e 4.
O termo intertravamento não significa um travamento mecânico como um cadeado ou parafuso, mas sim um dispositivo que evita o funcionamento da máquina com a proteção aberta, por exemplo, chave de segurança.
O circuito de controle para a categoria de segurança 3 ou 4 compreende a grade de proteção, o dispositivo de intertravamento e o circuito de comando com relé de segurança.

© Direitos de autor. 2019: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/10/2019

Aula 23 - Programação do Clic 02 Edit - Ladder

O Controlador Lógico Programável – CLP – nasceu dentro da General Motors, em 1968, devido a grande dificuldade de mudar a lógica de controle dos painéis de comando a cada mudança na linha de montagem. Tais mudanças implicavam altos gastos de tempo e dinheiro.
Sob a liderança do engenheiro Richard Morley, foi preparada uma especificação que refletia as necessidades de muitos usuários de circuitos e relés, não só da indústria automobilística como de toda a indústria manufatureira. Nascia assim um equipamento bastante versátil e de fácil utilização, que vem se aprimorando constantemente, diversificando cada vez mais os setores industriais e suas aplicações.

O CLP foi concebido na indústria para substituir os quadros de relés de um circuito elétrico sequencial ou combinacional para o controle industrial de máquinas, equipamentos ou processos.
Pode considerar-se um sistema automatizado como sendo constituído por dois grupos: a parte operativa e a parte de comando.

As lógicas que compõem o programa interno do CLP são criadas pelo usuário (programador), utilizando um software de programação dedicado, desenvolvido pelo fabricante do equipamento e instalado em um Computador Pessoal (PC).
Vantagens do CLP em relação à circuitos de comandos eletromagnéticos: Menor espaço; Menor consumo de energia elétrica; Reutilizáveis; Programáveis; Maior confiabilidade; Maior flexibilidade; Maior rapidez na elaboração dos projetos; Interfaces de comunicação com outros PLC’s e computadores.

Os primeiros controladores foram introduzidos no início dos anos 60, com o passar do tempo, surgiram no mercado os controladores reprogramáveis, o que ocasionou um passo muito grande para a evolução da automação. Como a aceitação desses equipamentos crescia cada vez mais, houve a necessidade de controladores maiores e mais potentes.

A maioria dos fabricantes respondeu à altura, criando linhas de pequeno porte (50 - 100 pontos de E/S), de médio porte (150 - 500 pontos de E/S) e de grande porte (500 - 4000 pontos de E/S). Geralmente, os modelos não eram compatíveis uns com os outros. Esses problemas foram sanados com a introdução dos protocolos de comunicação abertos por meio de canais de comunicação serial.

Nos anos 90, o mercado se desenvolveu e se tornou ainda mais forte, pois entraram em cena os controladores para microaplicações (menos de 50 pontos de E/S), o que exigiu uma redução de tamanho e de custos por parte dos fabricantes de controladores. 

Hoje, são muito utilizados os conceitos de remotas distribuídas pelo campo (controle distribuído) e uma CPU em uma sala de controle. Esse tipo de controle provém da tecnologia dos sistemas do tipo SDCD (Sistema Digital de Controle Distribuído), muito utilizado ainda hoje pelas indústrias químicas e petroquímicas. Com o avanço das redes de comunicação com velocidades cada vez maiores, existe a possibilidade de os CLPs de diversos fabricantes trocarem informações entre si, e também com outros equipamentos. 

Figura 01 - Clic02

Esta aula tem como intenção dar uma noção inicial do uso de Clic 02, assim como de algumas funções básicas que são realizadas pelo Ladder. Clic 02 Edit é um simulador de CLP da empresa Weg. Através desse programa é possível simular o funcionamento de um CLP usando as linguagens Ladder ou em Diagrama de Blocos.

No CLIC02 além da possibilidade de programação por PC/Notebook também é possível realizar a programação a partir de seu display frontal não necessitando obrigatoriamente de um notebook para isto.
O fato de se tratar de um rele programável e não de um CLP propriamente dito faz com que tenhamos que nos atentar no momento da programação e levar em consideração algumas de suas limitações:

• Possui capacidade de 200 linhas de programação LADDER ou 99 blocos lógicos de função;
• Quando trabalhando com LADDER cada linha de programação suporta no máximo 3 contatos e uma bobina;
• Possibilita a configuração de no máximo 44 pontos de entradas e saídas digitais;

Figura 02 - Tela inicial Clic02

Observe que a programação LADDER via display representa os contatos abertos com letras maiúsculas e os contatos fechado com letras minúsculas, por exemplo: a entrada digital pode der expressa pelo endereço I01 (contato aberto) ou i01 (contato fechado), o mesmo se aplica para os demais contatos.


Para iniciar a utilização do Clic 02 é necessário escolher a linguagem a ser usada. As opções são Ladder e Diagrama de Blocos como na figura 01. Em nosso curso, iremos utilizar apenas o Ladder. Na tela inicial pode-se escolher em ir a Arquivo → Novo → Novo LAD ou clicar no ícone “Novo Documento Ladder”.

Após a abertura da tela a seguir vá em Arquivo → Novo.

A seguir, aparecerá uma tela com diversos tipos de CLP’s existentes, figura 02.

Figura 03 - Escolha do CLP.

Escolha o CLP de acordo com o que você quer simular. Atente principalmente para o número de entradas e saídas do CLP.
Caso for aplicar realmente o programa, escolha exatamente o CLP que você vai usar. Note que todas as informações como alimentação, entradas, saídas, etc, são informadas em especificações. Pressione o botão OK. Agora aparecerá a tela onde é feita a programação.

Ambiente de desenvolvimento

A tela de desenvolvimento possui todas as informações necessárias na própria tela e de fácil acesso. Na figura 03 temos:

(1) Barra de Menu – Contém todas as funções do software.

(2) Barra de Atalhos – Contém as funções principais do programa.

Figura 04 - Ambiente de desenvolvimento.

(3) Área de Memória – Exibe todos os valores dos elementos existentes.

(4) Área de Programação – Área onde é feita a programação.

(5) Capacidade – Número de componentes que podem ainda ser postos no programa.

(6) Componentes – São os elementos usados na programação.

Os componentes de Programação são:

(6.1) I e X : Entradas
(6.2) Q e Y : Saídas
(6.3) M : Memória

(6.4) T : Temporizador
(6.5) C : Contador

(6.6) A : Preenchimento de linha horizontal
(6.7) L : Preenchimento de linha vertical

Figura 05 - Área de Memória.

Barra de Menus / Barra de Atalhos

(1) New – novo arquivo.
(2) Open – abre um arquivo.
(3) Save – grava o arquivo.
(4) Print – imprimir o arquivo.

(5) Print preview – visualizar impressão.

(6) Keypad – versão de simulação como se estivesse com o CLP Real.
(7) Ladder – versão de simulação em que se observa o código Ladder.
(8) Run – executa a simulação.

(9) Quit – para a simulação.

Área de Memória - Nesta área pode-se observar todos os elementos do CLP com seus valores. Quando o valor for 1 a representação é feita através de um asterisco.

Área de Programação - A área de programação é dividida em quadrados. Em cada quadrado é possível colocar apenas um elemento. Na última coluna somente é possível colocar os elementos que receberam um valor como as saídas, memórias, temporizadores e contadores.

Durante a simulação o programa executa lendo o código da esquerda para a direita de cima para baixo.

Uso do Ladder

Figura 06: Exemplo de programação
Ladder com CLP - Clic 02

Exemplo 1 : Contato de Entrada e Saída são elementos principais do CLP. Durante a simulação é possível controlar as entradas pelo Input Status Tool (“Ferramenta de Status de Entrada”). Os elementos possíveis de controle estão nessa janela com os valores On(1) e Off(0).

Para este 1° exemplo façamos como a figura 05.

Observe que ao inserir o I aparece a tela conforme figura 07:

Figura 07  - Configuração de entradas.

As opções de modificação são a escolha do contato (I, X, Q, Y, M, C, T), o número do contato e o tipo do contato (normalmente aberto ou normalmente fechado).

Ao adicionar a saída deverá aparecer a tela conforme figura 08:

Nas saídas há mais opções para a configuração. Neste exemplo poucas opções são habilitadas, temos: o tipo de saída (Y, Q, M, C, T), o número para identificação e o tipo de saída (normal, set e reset que serão vistos mais à frente).
O Software Clic02 Edit inclui um simulador incorporado para testar e eliminar erros dos programas facilmente sem a necessidade de transferir o programa ao controlador. Para ativar o modo de simulação, clique no ícone RUN.
O programa é mostrado em modo simulação, na figura 09, identificando as características significantes disponíveis.
Para simulação execute o programa com o botão Run. Observe que no trecho intermediário a linha ficou verde. Isso indica que o trecho pode conduzir, considerando um esquema elétrico.

Clique para alterar o valor da I1 para 1. Note que o contato I1 ficou verde indicando que há um fluxo de corrente lógica chegando em Q1 e fazendo que

Figura 08 - Configuração de saídas.

o mesmo também fique da cor verde e com valor de 1.
Exercício 01: Modifique em I1 o tipo do contato, para isso o programa deve estar parado e basta dar dois cliques no contato I1 e alterar o valor desejado. Execute o simulador. O que aconteceu?
Em alguns momentos é necessário que se retenha uma saída energizada mesmo que a entrada venha a ser desligada. Há duas maneiras principais para a auto-retenção. A primeira chama-se Selo. A seguir um esquema com o contato de Selo.
Exercício 02: Monte o esquema com o contato de Selo e execute imaginando que I1 é o seu botão de ligar e I2 o de desligar e Q1 quando ativo (1) faz com que um motor funcione. Não esqueça que um botão depois de ser pressionado volta ao seu valor original.
Pressione primeiro o I1 (e volte no valor original) e depois pressione o I2. (Voltando também ao valor original). O que aconteceu?
Outra maneira de retenção é o set e reset nas saídas.
Exercício 03: Monte o esquema anterior, considerando que o primeiro Q1 deve ser escolhido na sua configuração com a opção set, para sua identificação e saída é apresentada com uma seta para cima. Para Q2 escolha o reset. Execute o programa semelhante ao exemplo anterior.

Figura 09: Simulação de programação

Ladder com CLP - Clic 02

Exercício 04: A memória usada é uma área em que o CLP utiliza como um relé interno, ou seja, não se tem acesso como as entradas e saídas ela apenas é usada dentro do CLP.
Controle o valor de I1 e note na 1ª linha que este valor é passado para M1 e na segunda linha M1 passa o valor para Q1.

O arquivo pode ser baixado em: Introdução á programação utilizando o Clic 02 Edit WEG .

O software Clic_02_Edit pode ser baixado em: Clic 02 Edit WEG .

Apostila Automação pode ser baixado em: Automação de processo industriais .

© Direitos de autor. 2019: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/05/2019

Aula 22 - Inversor de frequência

Figura 01 - Inversor
de frequência.

Inversor de frequência é um aparelho eletrônico com a função de controlar a velocidade de um motor elétrico trifásico.

Esse tipo de controlador aciona um motor elétrico e promove a variação da frequência e da tensão que é fornecida a esse motor, dominando a sua velocidade e a potência consumida.

Assim, ele garante que o motor trabalhe em diferentes velocidades, sem a necessidade do uso de meios mecânicos, como polias, válvulas e redutores.

A função de um inversor é variar a frequência da rede que alimenta o motor e, assim, alterar a velocidade de rotação desse motor. Essa mudança de frequência ocorre na faixa de 0,5 a 400 Hertz (Hz).

Uma outra tarefa atribuída a ele é manter o torque constante para não provocar alterações na rotação quando o motor estiver com carga. Sem esse controle, o motor gira em velocidade máxima e fixa.

Com ele, o giro do motor é acelerado ou reduzido, conforme a necessidade, por isso é um dispositivo bastante utilizado no ambiente industrial.

O trabalho de aumentar ou diminuir a velocidade do motor, a fim de atender às exigências da operação, não seria possível utilizando apenas um redutor mecânico.

O inversor de frequência converte o sinal de corrente alternada (CA) da rede elétrica que entra no motor, em corrente contínua (CC) e, em seguida, em CA novamente. Depois desse processo, o sinal CA torna-se pulsado e com largura modulada, permitindo ajuste de sua frequência e tensão e, consequentemente, o controle da velocidade e do torque do motor. Estas etapas são mostradas na figura 01. Sua estrutura nos ajuda a entender melhor o seu funcionamento. 

Figura 02 - Circuito de um inversor de frequência.

Ele se divide em:

• Retificador: formado de ponte retificadora trifásica (retificador de onda completa). Aqui, seis ou mais diodos retificam a tensão de entrada trifásica da rede 60 Hz, e depois fornecem uma saída contínua com ondulação que será corrigida pelo filtro. 
• Filtro: barramento CC que suaviza as ondulações geradas pelo circuito retificador.
• Capacitores: elementos que compõem o filtro. Corrigem as ondulações da tensão, enquanto indutores minimizam as ondulações da corrente.
• Inversores: semicondutores que operam em corte (chave aberta) e saturação (chave fechada) obedecendo a uma lógica previamente estabelecida.

Em outras palavras, um inversor atua sobre a taxa de variação do chaveamento das bases dos transistores e, assim, controla a frequência do sinal trifásico gerado, conformo mostrado na figura 02. Na figura 03 temos a variação da frequência através da variação da velocidades dos pulsos.

Para evitar acionamentos bruscos e preservar o equipamento, o inversor conta com um recurso chamado rampa de aceleração.

Figura 03 - Variação da tensão provocado pela
variação da largura de pulso.

A rampa de aceleração de um inversor de frequência faz com que o motor atinja a velocidade configurada para sua operação em um tempo determinado.

Por exemplo: se a rampa for definida como 10 segundos para uma frequência de 200Hz, o motor de indução irá iniciar seu trabalho em 0Hz e chegará aos 200Hz desejados em 10 segundos.

Sem precisar atuar constantemente em sua velocidade máxima, os motores são menos forçados, o que ajuda a diminuir as despesas com manutenção e substituição de componentes, como correias e correntes.

Para evitar frenagens abruptas, se utiliza a função rampa de desaceleração.

Em muitos projetos, o inversor de frequência é uma das formas mais viáveis para fazer o controle da velocidade de motores elétricos, tanto pelo seu baixo custo quanto pela sua eficiência.

Figura 04 - Modulação PWM de um Inversor de Frequência.

A criação dos inversores potencializou a capacidade dos motores elétricos.

O motor, por sua vez, tem o princípio de funcionamento baseado no campo elétrico girante, que surge quando é alimentado por uma corrente alternada aplicada nos polos desse motor, defasados entre si 120º.

A velocidade na qual o motor trabalha, chamada de velocidade síncrona, é fornecida pelo campo elétrico girante. Ela é determinada em função do número de pólos do motor e em função da frequência que chega na entrada do motor.

Matematicamente falando, a velocidade síncrona (Ns) é o produto de 120 vezes a frequência (f) em Hz, dividido pelo número de pólos (p) do motor:

• Ns = 120.f/p.

Onde: Ns = Velocidade síncrona em RPM; f = Frequência em Hz; p = Número de pólos.

Observe que quanto maior é o valor da frequência que chega ao motor, maior é a velocidade de trabalho. Assim, quanto menor a velocidade, menor será o trabalho do motor.

Inversor de Frequência Escalar - É o tipo de inversor baseado em equações de regime permanente. Sua lógica de controle é a manutenção da relação V/F (Tensão/Frequência) constante.

Figura 05 - Controle escalar no
Inversor de Frequência.

Esse modelo tem desempenho dinâmico limitado e é empregado em tarefas simples, como o controle da partida e da parada do motor e para manutenção da velocidade em um valor constante.

Podem ser usados em bombas, ventiladores e máquinas simples, que necessitam apenas de variação de velocidade e partidas suaves. Na figura 05 temos um gráfico do controle V/F e alguns parâmetros utilizados nesse modo de controle.

Os demais modos de controle são similares ao V/F, com a diferença de acrescentar uma correção da tensão e frequência em função de uma malha de controle de velocidade, que pode ser fechada por encoder ou com velocidade deduzida a partir de medições de variáveis do motor, como: Tensão, corrente, frequência, torque e etc.

Inversor de Frequência Vetorial - Esse tipo de dispositivo possui um controle mais complexo que os escalares e um desempenho dinâmico maior. Utiliza algoritmos inseridos no software que alteram a relação entre tensão e frequência para ajustar o torque.

Necessita da programação de todos os parâmetros do motor, como: resistências elétricas, indutâncias, correntes nominais do rotor e estator.

São aplicados em elevadores, guinchos e máquinas operatrizes, que demandam variação de velocidade, controle de torque, operações em baixas rotações e alta velocidade de resposta.

O inversor de frequência vetorial é usado em aplicações que exigem grande nível de precisão.

Os dois tipos têm estrutura similar, sendo o escalar dedicado a aplicações simples e o vetorial sensorless para compensação de torque e melhor performance.

Configuração do inversor de frequência

A configuração correta de um inversor de frequência é fundamental para otimizar o desempenho do motor e proteger tanto o motor quanto o equipamento em que ele está operando. Aplicações que exigem controle preciso de velocidade, como esteiras industriais, ventiladores, compressores, entre outros, dependem do ajuste fino de parâmetros para garantir que o motor funcione com suavidade, eficiência e segurança.

Motores trifásicos, por si só, poderiam ser ligados diretamente à rede elétrica, mas essa prática pode resultar em problemas como variações indesejadas na velocidade de rotação, consumo excessivo de energia e desgaste prematuro do equipamento. O inversor de frequência, além de ajustar a velocidade do motor, também permite que ele opere de acordo com as demandas do processo industrial, sem desperdícios de energia e com maior controle.

Embora existam muitos parâmetros que podem ser ajustados, os parâmetros P000, P005, P100 e P101 são considerados fundamentais e devem ser configurados adequadamente para garantir o funcionamento correto do inversor e do motor.

Parâmetro P000 - Habilitação da Edição de Parâmetros

O primeiro passo para configurar um inversor de frequência é desbloquear a edição de parâmetros, o que permite que os ajustes sejam realizados de acordo com a aplicação desejada. O parâmetro P000 é responsável por habilitar ou bloquear a edição de parâmetros. Como ajustar:

• Pressione a tecla “PROG” no painel do inversor.
• Use as setas para navegar até aparecer no displai “P000“.
• Pressione a tecla “PROG” novamente e defina o valor para 5.
• Pressione “PROG” para confirmar.

Isso permite que você faça alterações nos demais parâmetros.

Parâmetro P100 - Tempo de Aceleração

O parâmetro P100 define o tempo que o motor levará para ir da condição de parado até atingir sua velocidade nominal. Esse ajuste é importante em aplicações onde uma partida suave é necessária, como esteiras industriais que transportam itens delicados. Uma partida brusca pode causar danos aos itens transportados, enquanto uma partida controlada evita os chamados “trancos”. Como ajustar:

• Pressione “PROG” e use as setas para encontrar o parâmetro P100.
• Pressione “PROG” e ajuste o valor para o tempo desejado (em segundos).
• Pressione “PROG” novamente para confirmar.

Por exemplo, se o tempo de aceleração for definido como 5 segundos, o motor levará 5 segundos para atingir sua velocidade nominal.

Parâmetro P101 - Tempo de Desaceleração

Assim como o parâmetro de aceleração, o P101 define o tempo que o motor levará para ir de sua velocidade nominal até a parada completa. Isso evita que o motor pare bruscamente, o que pode causar danos ao equipamento ou aos itens transportados. Como ajustar:

• Pressione “PROG” e com o auxílio das setas, navegue até o parâmetro P101.
• Defina o tempo de desaceleração desejado, novamente em segundos.
• Confirme a configuração pressionando “PROG“.

Por exemplo, se o tempo de desaceleração for definido como 5 segundos, o motor levará 5 segundos para reduzir sua velocidade até parar completamente.

Parâmetro P399 a P407 - Dados do motor

Estes parâmetros são muito importantes no controle de um motor trifásico, pois definirão os valores das grandezas elétricas que o inversor ira enviar ao motor. A frequência nominal define a velocidade de operação do motor. A maioria dos motores industriais opera em 60 Hz, dependendo da região e da aplicação. Para definir estes parâmetro, é necessário que o motor esteja conectado ao inversor de frequência. 

• Pressione “PROG” e com o auxilio das setas, navegue até o parâmetro P403.
• Defina este valores conforme a placa do motor: 60,0 HZ.
• Confirme a configuração pressionando “PROG“.

Depois de conectar o motor trifásico ao inversor de frequência, pressione a tecla “|” o que colocará o eixo do motor em movimento e a variação de sua velocidade poderá ser vista no display. Agora é possível ajustar a frequência nominal de operação do motor. Esse parâmetro é ajustado de acordo com a necessidade de operação. Por exemplo, em uma aplicação de ventilação, uma frequência menor pode ser usada para operar o motor em baixa velocidade, enquanto em um compressor, pode ser necessária uma frequência maior.

A figura a seguir representa a relação entre frequência de operação e os tempos de aceleração e desaceleração.

Outros parâmetros comuns

Além dos parâmetros mencionados, outros ajustes podem ser feitos para adaptar o inversor de frequência à aplicação específica. Alguns deles incluem:

• P156 (Corrente de Sobrecarga do Motor): Este parâmetro define a corrente máxima que o motor pode suportar. Configurar esse valor adequadamente protege o motor contra sobrecargas.
• P204 (Parâmetros de Fábrica): Usado caso seja necessário retornar aos parâmetros de fábrica.

Os inversores de frequência são ferramentas poderosas para otimizar o desempenho de motores trifásicos em uma ampla gama de aplicações industriais. No entanto, para obter o máximo proveito desse dispositivo, é fundamental configurar os parâmetros de operação corretamente. Ajustes como o tempo de aceleração, desaceleração e a frequência nominal devem ser feitos com base nas necessidades da aplicação para garantir que o motor funcione de forma suave, eficiente e segura. Ao compreender e aplicar esses parâmetros, você estará garantindo o melhor desempenho para sua aplicação industrial.

Folha de dados da Inversor de frequência CFW08  WEG está disponível  no link: 21_11_02 CFW 08 WEG.

© Direitos de autor. 2015: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 22/10/2021

Aula 21 - Soft Starter

Quando um motor trifásico entra em funcionamento, utilizando sua partida direta, há um aumento significativo no nível de corrente, que é denominada corrente de pico (Ip). Essa corrente pode ser bem elevada, chegando a ser 8 vezes maior que a corrente nominal do motor, podendo prejudicar equipamentos eletrônicos da instalação que sejam sensíveis a variações de tensão e até mesmo prejudicar as bobinas do motor. Assim a utilização de equipamentos diferenciados para controlar a partida pode ser a melhor escolha para a diminuição deste efeito.

Figura 01 - Rampas de corrente no motor em
diferentes sistema de partida.

Para a minimização desta corrente são utilizados métodos que fazem a partida indireta, sendo os principais a partida estrela/triângulo, compensação por autotransformador e a utilização de um soft starter.  As corrente no motor nos diferente métodos de partida são mostrados na figura 01. 

A soft starter é um equipamento eletrônico que é bastante versátil e elimina a aplicação das primeiras formas citadas, pois seus circuitos eletrônicos fazem o papel dos dois métodos.

O funcionamento de um soft starter, se da através de uma ponte tiristorizada (componentes semicondutores), que fazem o chaveamento da tensão para que ela possa ser disponibilizada para o motor de forma crescente, ou seja, irá aumentar gradativamente, garantindo uma partida suave e sem a presença da corrente de pico. Este chaveamento feito pela ponte é controlado através do sistema de controle e disparo, que é um modulo onde é possível realizar as programações desejadas por meio de parâmetros, que são identificados um a um pelo fabricante e disponibilizadas em um manual. Na figura 01 temos o esquema simplificado da ponte e do sistema de controle de um soft starter:

Figura 02 - Soft Starter

Além da diminuição do Ip, este equipamento garante vários outros benefícios quanto ao trabalho do motor trifásico, Sendo eles:

• O processo de desligamento também pode ser feito de forma decrescente.
• Detecção de falta de fase do motor, e funcionamento com apenas duas fases.
• Conjugado de partida;
• Parada por corrente contínua;
• Proteção contra sobrecarga;
• Contenção do nível de corrente.
• Economia de energia.
• Proteção contra sobreaquecimento;

Estas características do soft starter são de grande ajuda quando é necessário impor certas definições diferenciadas para um processo.

É possível se obter uma economia de energia, pelo fato de a maioria desses equipamentos possuírem um circuito que diminui a tensão para aqueles processos onde se utiliza apenas 50% da potência do motor, pois diminui a perda de energia por calor, como também utiliza apenas a energia necessária para tal atividade.

Este equipamento pode ser usado em diversas aplicações, aqui citamos algumas destas utilizações:

• Bombas centrífugas (saneamento, irrigação, petróleo);
• Ventiladores, exaustores e sopradores;
• Compressores de ar e refrigeração;
• Misturadores e aeradores;
• Britadores e moedores;
• Picadores de madeira;
• Refinadores de papel.

Por ser um equipamento diferenciado, o preço de um soft starter varia de marca e tipo de utilização, no mercado há vários fabricantes como a Siemens, Danfoss, WEG, Schneider e outras marcas.

Com estas informações sabe-se que a utilização deste equipamento é muito interessante, visto que contribui com diversas características que além de prevenir contra picos de corrente garante várias funcionalidades, que se aliadas ao processo escolhido, fornecerão mais eficiência, confiabilidade e segurança.

Soft-Starter é um dispositivo eletrônico que controla a rampa de partida e parada de um motor tipo gaiola, pode-se dizer que é uma opção mais simples e econômica dependendo do projeto e seu orçamento para acionamento.

A chave de partida suave possui em cada uma das fases dois tiristores ligados em antiparalelo. Isto significa um tiristor para o semi-ciclo positivo e um tiristor para o semi-ciclo negativo. Através do controle do ângulo de fase, o valor eficaz da tensão do motor é aumentado a partir de uma tensão inicial ajustável ou um torque também ajustável através de diferentes procedimentos de controle sobre a tensão nominal do motor, dentro de um tempo de partida selecionável.

A corrente do motor mantém-se proporcional à tensão aplicada no motor. Com isto, a corrente de partida é reduzida pelo fator da tensão aplicada no motor.

Figura 03 - Rampas de aceleração

O torque mantém-se ao quadrado da tensão aplicada no motor. Com isto, o torque de partida é reduzido na relação quadrada à tensão aplicada no motor.
A programação é realizada através de trimpot e dip switch toda a programação necessária para acionar qualquer tipo de carga. 

Rampa de Tensão: Permite a aceleração e/ou desaceleração suave, através de rampas de tensão. 

Limitação de Corrente: Permite ajustar o limite de corrente durante a partida, de acordo com as necessidades da aplicação. 

Kick Start em Tensão: Permite um pulso inicial de tensão, que aplicado ao motor proporciona um reforço de torque inicial a partida, necessária para a partida de cargas com elevado atrito estático. 

Bypass Incorporado: Minimiza as perdas de potência e a dissipação de calor nos tiristores, proporcionando redução de espaço e contribuindo para economia de energia. 

Folha de dados da Soft Starter SSW 05  WEG está disponível  no link: 21_11_01 SSW 05 WEG.

© Direitos de autor. 2015: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 22/10/2021